21. Химическая кинетика. Скорость Химической реакции. Факторы, влияющие на скорость химической реакции. Закон действующих масс. Правило Вант-Гоффа.

Химическая кинетика – раздел химии, изучающий скорость химических реакций и факторы, влияющие на них.

Скорость химической реакции – изменение концентрации реагирующих веществ во времени V = - ΔC / Δt , знак «-« ставится в том случае, если V рассчитывается по убыли концентрации исходного вещества. Если следят за скоростью по изменению концентрации продукта реакции, то «-« не ставят (т.е. V всегда >0)

Факторы, влияющие на скорость химической реакции :

1. Природа реагирующих веществ

2. Концентрации реагирующих веществ – чтобы осуществить химическое взаимодействие

веществ, их молекулы должны столкнуться. Чем больше столкновений, тем быстрее протекает реакция, а столкновений тогда больше, когда больше концентрации реагирующих веществ.

3) от Р, V. – увеличение или уменьшение объма системы действует на газы в направлении увеличения скорости реакции. В случае жидких и твердых реагентов действие давления незначительно, т.к. они несжимаемы и в этом случае Р не учитывается

4) от темп-ры. При повышении -скорость увеличивается

Основной закон химической кинетики - закон действующих масс – «Скорость химической реакции, протекающей при постоянной темп-ре в однородной среде пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ, возведенных в степень их стехеометрических коэф-в» аА + вВ → сС

H2 + J2 → 2HJ

V1 = k [H2] ∙ [J2] , k – коэф-т пропорциональности (константа скорости), зависит от природы реагирующих веществ и темп-ры, но НЕ зависит от концентрации. Чем больше k , тем больше скорость химичекой реакции, тем выше реакционная способность химических веществ.

Влияние температуры определяется правилом Вант-Гоффа:

При повышении температуры на каждые 10 градусов, скорость любой реакции увеличивается в 2-4 раза t2-t1 / 10

V2 = V1 ∙ γ , γ – гамма, температурный коэф-т показывает, во ск-ко раз увеличится скорость при повышении температуры на каждые 10 градусов Δt/10

V2 / V1 = γ

22. Химическое равновесие. Константа химического равновесия. Смещение химического равновесия (принцип Ле Шателье)

Химическое равновесие - состояние системы реагирующих веществ, при котором скорости прямой и обратной реакции равны между собой, т.е. не происходит изменения количеств веществ в системе. Концентрации реагирующих веществ, кот установились при химическом равновесии, называются равновесными.

Равновесное состояние является:

1) динамическим, т.е. в состоянии равновесия в системе постоянно протекает прямая и обратная реакция.

2) подвижным, т.е. изменение каких-либо факторов вызывает сдвиг равновесия в ту или др сторону

H 2 + Cl2 2HCl 2 2

Vпр = Vобр Vпр = k1 [H2] [Cl2] Vобр = k2 [HCl] k1 [H2] [Cl2] = k2 [HCl] =>

K = k1 / k2 = [HCl] 2 / [H2] [Cl2] , K – константа равновесия химической реакции, равна произведению концентраций продуктов реакции возведенные в степени их стехеометрических коэф-в, деленному на произведение концентраций исходных веществ, взятых в степени их стехеометрических коэф-в. отношение констант скоростей прямой и обратной реакций тоже называется константой равновесия К химической реакции.

Если К > 1, то концентрации продуктов реакции выше концентраций исходных веществ, равновесие сдвинуто вправо, в сторону продуктов, если К < 1, то влево, в сторону исходных веществ.

Смещение химического равновесия (принцип Ле Шателье)

Направление смещения ХР при изменении концентрации реагирующих веществ, темп-ры, Р определяется общим положением – принципом Ле Шателье – «Если на систему, находящуюся в равновесии, производится какое-либо внешнее воздействие (изменении концентрации, темп-ры, Р), то оно сдвинется в сторону уменьшения этого воздействия»

Из этого правила следствия:

1) увеличение концентрации исходных веществ или одного из них смещает ХР в сторону прямой реакции, а увеличение концентрации продуктов – в напралениии обратного процесса.

2) повышение температуры смещает ХР в сторону эндотермической реакции (с поглощением тепла), а уменьшение - в сторону экзотермического процесса

3) повышение давления смещает ХР в сторону реакции, протекающей с образованием меньшего числа молекул газообразных веществ, а уменьшение – в направлении процесса, протекающего с образованием большего числа молекул газообразных веществ.

Катализаторы одинаково ускоряют прямую и обратную реакции, т.е. на смещение ХР влияния не оказывают, а нужны для боле быстрого достижения состояния равновесия.